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什麼是AOP面向切面編程？怎麼簡單理解？

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什麼是AOP面向切面編程

面向切面編程（AOP）通過將橫切關注點（cross-cutting concerns）分離出來，提供了一種增強代碼模塊化和可維護性的方法。

簡單來説，AOP就是將公共的模塊封裝成公共的方法，然後在需要的時候（這個就是切入點），直接就可以調用，而不用在各個對象裏面具體的實現。

AOP是一種新的編程方式，它和OOP不同，OOP把系統看作多個對象的交互，AOP把系統分解為不同的關注點，或者稱之為切面（Aspect）。這個可以理解為把系統理解為一個流程，一個對象負責流程上的一個節點。

當然，AOP和公共模塊抽取調用的方式的差別在於切入點的調用方式的不同。AOP是通過某種方式(下面AOP原理會解釋)自動的調用，而不管是抽取公共方法，還是通過Proxy模式實現調用，都需要在每個業務方法上重複編寫調用。

以AOP的視角來編寫上述業務，可以依次實現：

  • 核心邏輯，即BookService；

  • 切面邏輯，即：

    1. 權限檢查的Aspect；
    2. 日誌的Aspect；
    3. 事務的Aspect。

然後，以某種方式，讓框架來把上述3個Aspect以Proxy的方式“織入”到BookService中，這樣一來，就不必編寫複雜而冗長的Proxy模式或者公共方法調用。

AOP原理

如何把切面織入到核心邏輯中？這正是AOP需要解決的問題。換句話説，如果客户端獲得了BookService的引用，當調用bookService.createBook()時，如何對調用方法進行攔截，並在攔截前後進行安全檢查、日誌、事務等處理，就相當於完成了所有業務功能。

在Java平台上，對於AOP的織入，有3種方式：

  1. 編譯期：在編譯時，由編譯器把切面調用編譯進字節碼，這種方式需要定義新的關鍵字並擴展編譯器，AspectJ就擴展了Java編譯器，使用關鍵字aspect來實現織入；
  2. 類加載器：在目標類被裝載到JVM時，通過一個特殊的類加載器，對目標類的字節碼重新“增強”；
  3. 運行期：目標對象和切面都是普通Java類，通過JVM的動態代理功能或者第三方庫實現運行期動態織入。

最簡單的方式是第三種，Spring的AOP實現就是基於JVM的動態代理。由於JVM的動態代理要求必須實現接口，如果一個普通類沒有業務接口，就需要通過CGLIB或者Javassist這些第三方庫實現。

AOP技術看上去比較神秘，但實際上，它本質就是一個動態代理，讓我們把一些常用功能如權限檢查、日誌、事務等，從每個業務方法中剝離出來。

需要特別指出的是，AOP對於解決特定問題，例如事務管理非常有用，這是因為分散在各處的事務代碼幾乎是完全相同的，並且它們需要的參數（JDBC的Connection）也是固定的。另一些特定問題，如日誌，就不那麼容易實現，因為日誌雖然簡單，但打印日誌的時候，經常需要捕獲局部變量，如果使用AOP實現日誌，我們只能輸出固定格式的日誌，因此，使用AOP時，必須適合特定的場景。

核心概念

  • 切面（Aspect）：切面是封裝橫切關注點的模塊。它定義了在何處以及如何應用這些關注點。
  • 連接點（Join Point）：連接點是程序執行過程中可以插入切面的點。例如，方法調用、方法執行、構造函數調用、字段訪問等。
  • 切入點（Pointcut）：切入點定義了在哪些連接點上應用切面。它通常使用表達式來匹配特定的連接點。

  • 通知（Advice）：通知是在特定的切入點上執行的代碼。通知可以在方法執行之前、之後或異常拋出時執行。常見的通知類型包括：

    • 前置通知（Before）：在方法執行之前執行。
    • 後置通知（After）：在方法執行之後執行。
    • 返回通知（After Returning）：在方法成功返回之後執行。
    • 異常通知（After Throwing）：在方法拋出異常之後執行。
    • 環繞通知（Around）：包圍方法的執行，可以在方法執行之前和之後自定義行為。
  • 織入（Weaving）：織入是將切面應用到目標對象的過程。織入可以在編譯時、類加載時或運行時進行。

示例

以下是一個使用 Spring AOP 的簡單示例，展示瞭如何定義和應用切面。

  1. 定義切面

    import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;

@Aspect
public class LoggingAspect {

 @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
 public void logBeforeMethod() {
     System.out.println("Method is about to be executed");
 }
}

    在這個示例中，LoggingAspect 是一個切面，它包含一個前置通知 logBeforeMethod。這個通知將在 com.example.service 包中的所有方法執行之前運行。

  2. 配置 Spring AOP
    在 Spring 配置文件中啓用 AOP 支持，並註冊切面：

    <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
                        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
                        http://www.springframework.org/schema/aop
                        http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">

 <aop:aspectj-autoproxy/>

 <bean id="loggingAspect" class="com.example.aspect.LoggingAspect"/>
</beans>

  3. 使用目標對象

    package com.example.service;

public class UserService {
 public void createUser() {
     System.out.println("Creating user");
 }
}

  4. 測試 AOP

    import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
import com.example.service.UserService;

public class Main {
 public static void main(String[] args) {
     ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
     UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
     userService.createUser();
 }
}

    運行這個示例時，輸出將會是：

    Method is about to be executed
Creating user

    這表明前置通知在 createUser 方法執行之前被調用了。

AOP 通過將橫切關注點分離出來，提供了一種增強代碼模塊化和可維護性的方法。通過定義切面、連接點、切入點和通知，可以在不修改現有代碼的情況下，動態地將橫切關注點織入到程序中。

spring , aop , JAVA
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